WO2013178818A1

WO2013178818A1 - Vorrichtung und verfahren zum zerkleinern von teilen oder gütern

Info

Publication number: WO2013178818A1
Application number: PCT/EP2013/061333
Authority: WO
Inventors: Julia WULLKOPF; Martin Griesdorn
Original assignee: Proactor Schutzrechtsverwaltungs Gmbh
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2013-06-01
Publication date: 2013-12-05
Also published as: CN203635278U; DE102012104781A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Teilen und/oder Gütern, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche ein Zerkleinern von Teilen und/oder Gütern in zuverlässiger und wirtschaftlicher Weise erlaubt, auch wenn diese hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten, wie Metallkörper, Verbundmaterialien oder auch Gussteile. Die Vorrichtung umfasst dabei einen Prallreaktor (10), der einen ersten Prallraum (11) und einen zweiten Prallraum (21) aufweist, wobei der erste Prallraum (11) einen zylinderförmigen Körper (12) und einen rotierbar angeordneten Scheibenrotor (13) aufweist, auf dessen Oberseite eine Mehrzahl von Prallelementen (15) angeordnet sind. Dabei soll der Scheibenrotor (13) so angeordnet sein, dass zwischen dem Scheibenrotor (13) und einer Unterkante des zylinderförmigen Körpers (12) ein vertikaler Spalt (14) ausgebildet ist, durch den vorzerkleinertes Gut aus dem ersten Prallraum (11) in den zweiten Prallraum (21) hindurchtreten kann, wobei der zweite Prallraum (21) seitlich durch eine Vielzahl von flachen Wandelementen (22) begrenzt ist, die so angeordnet sind, dass sie ein Vieleck bilden; und dass ein flügelförmiger Rotor (23) innerhalb des zweiten Prallraums (21) zur weiteren Zerkleinerung rotierbar angeordnet ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Zerkleinern von Teilen oder Gütern

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Teilen und/oder Gütern, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten, wie Metallkörper, Verbundmaterialien oder auch Gussteile, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie ein entsprechendes Verfahren nach Anspruch 1 1.

Für die Zerkleinerung von Bauteilen aus Stoffgemischen, oder von

Gegenständen, die aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt sind, wie Metallteile, Glas, Gummi, Holz, Polymeren, Faserstoffe, Verbundwerkstoffe oder dergleichen, insbesondere zu Zwecken einer wirtschaftlichen

Wiederverwertung, war es im Stand der Technik bekannt, Prallreaktoren einzusetzen, in denen die Bauteile durch eine Schlagbeanspruchung mittels Prallelementen zerkleinert werden.

So ist zum Beispiel aus dem Dokument EP 0 859 693 B1 ein Prallreaktor bekannt, der einen zylindrischen Grundkörper und einen drehbaren Rotor aufweist, wobei der Rotor im Grundkörper in der Höhe verstellbar ist und an seinen flügeiförmigen Enden lösbar aufgenommene, austauschbare

Prallelemente aufweist.

Ein derartiger Prallreaktor ist zur Zerkleinerung von großen und/oder harten Bauteilen nur wenig geeignet, da das Risiko besteht, dass sich die Bauteile zwischen den Rotorflügeln und dem Grundkörper verkanten oder verklemmen, was ein Blockieren der Maschine bewirken und gegebenenfalls sogar bis zu einer Beschädigung der Vorrichtung führen kann. Um dieses Risiko zu vermeiden, wurde in dem Dokument EP 1 721 674 ein Prallreaktor vorgeschlagen, in dem ein scheibenförmiger Rotor innerhalb eines zylindrischen Grundkörpers rotierbar angeordnet ist, so dass zwischen dem scheibenförmigen Rotor und dem zylindrischen Grundkörper seitlich nur ein kleiner Spalt besteht, der verhindern soll, dass Teile unter den Rotor fallen und diesen verklemmen könnten. Damit zerkleinertes Material den Prallreaktor verlassen bzw. aus diesem ausgebracht werden kann, wird in dem Dokument vorgeschlagen, Auswurfklappen an der zylinderförmigen Seite oder am Boden des Prallreaktors anzubringen. Dies hat jedoch zur Folge, dass der Prallreaktor nur in einem Batchbetrieb betrieben werden kann, in dem zunächst Material im Wesentlichen vollständig bis zur gewünschten Größe zerkleinert wird, um danach den Prallreaktor anzuhalten und das zerkleinerte Material durch die Auswurfklappen auszubringen. Ein kontinuierlicher Betrieb des Prallreaktors zur Zerkleinerung ist dadurch nicht möglich. Alternativ wird in dem genannten Dokument vorgeschlagen, Siebe in der zylinderförmigen Umfangsfläche anzuordnen, durch die zerkleinertes Material während des Betriebs des

Prallreaktors kontinuierlich ausgetragen werden kann, so dass ein Anhalten des Prallreaktors nicht notwendig ist. Dies hat jedoch den Nachteil, dass es aufwändig ist, Siebe in der notwendigen, der zylinderförmigen Umfangsfläche angepassten Form herzustellen. Dies gilt im Besonderen, wenn es sich bei dem zu zerkleinernden Material um hochfeste Teile oder Güter handelt. In diesem Fall sollten auch die Siebe eine mindestens vergleichbare Festigkeit aufweisen, um dem wiederholten Aufprallen der zu zerkleinernden Gütern widerstehen zu können. Dies würde es notwendig machen, die Siebe aus hochfestem Material, wie etwa aus gehärtetem, hochfesten Stahl zu fertigen. Angesichts der

Notwendigkeit, die Siebe der zylinderförmigen Form anzupassen, ist dies mit relativ hohem technischen und wirtschaftlichen Aufwand verbunden. Da die Siebe im Betrieb der Anlage mit der Zeit verschleißen und regelmäßig ausgetauscht werden müssen, stellt dies eine nicht unwesentliche

Beeinflussung der Wirtschaftlichkeit dar. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche ein Zerkleinern von hochfesten Teilen und/oder Gütern, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten, wie Metallkörper, Verbundmaterialien oder auch Gussteile, in zuverlässiger und wirtschaftlicher Weise erlaubt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 1 1 gelöst. Bevorzugte

Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

In einem ersten Aspekt weist eine Vorrichtung zum Zerkleinern von hochfesten Teilen und/oder Gütern, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten, einen Prallreaktor auf, der einen ersten Prallraum und einen darunter angeordneten zweiten Prallraum aufweist, der erste Prallraum weist einen zylinderförmigen Körper und einen rotierbar angeordneten Scheibenrotor auf, auf dessen Oberseite eine Mehrzahl von Prallelementen angeordnet sind, wobei der Scheibenrotor so angeordnet ist, dass zwischen dem Scheibenrotor und einer Unterkante des zylinderförmigen Körpers ein vertikaler Spalt ausgebildet ist, durch den vorzerkleinertes Gut aus dem ersten Prallraum in den zweiten Prallraum hindurchtreten kann, der zweite Prallraum ist seitlich durch eine Vielzahl von flachen Wandelementen begrenzt, die so angeordnet sind, dass sie ein Vieleck bilden und ein flügeiförmiger Rotor ist innerhalb des zweiten Prallraums rotierbar angeordnet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein zweistufiger

Zerkleinerungsprozess realisiert, wobei das zu zerkleinernde Gut, insbesondere grobe, hochfeste Metallkörper, wie zum Beispiel Kühlschrankkompressoren, dem ersten Prallraum zugeführt werden. Im ersten Prallraum findet als eine erste Verarbeitungsstufe eine Vorzerkleinerung statt, wobei die zu

zerkleinernden Güter, wie die beispielsweise genannten Kühlschrankkompressoren, grob zerkleinert werden. Da in dem ersten

Prallraum die Vorzerkleinerung mittels eines Scheibenrotors erfolgt, der mit einem zylinderförmigen Körper zusammenwirkt, wird das Risiko vermieden, dass es zum Verkanten oder Verklemmen von Teilen kommt. Ein Blockieren oder gar Beschädigen der Vorrichtung ist daher sehr unwahrscheinlich. Der zylinderförmige Körper kann als Zylinder aus Vollmaterial, etwa aus gerolltem, gehärtetem Stahl, hergestellt werden. Da er keine Siebfunktion zu erfüllen braucht und es daher nicht notwendig ist, Öffnungen und/oder Schlitze durch den Mantel hindurch auszubilden, entfällt ein aufwändiges, teures Bearbeiten des Zylinders, um die Öffnungen in den gehärteten Stahl einzuarbeiten.

Gleichzeitig kann ein derartiger Zylindermantel aus Vollmaterial eine höhere Festigkeit aufweisen, da er nicht durch Öffnungen im Material in der Festigkeit geschwächt wird. Dies erlaubt es, dass im ersten Prallraum auch große und größte, hochfeste Bauteile oder anderes zu zerkleinerndes Gut, das hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthält, einer Vorzerkleinerung unterworfen werden können, ohne das Risiko eines hohen Verschleißes oder Beschädigung der Vorrichtung.

Aus dem ersten Prallraum kann vorzerkleinertes Gut durch den vertikalen Spalt in den zweiten Prallraum gelangen, in dem in einer zweiten Verarbeitungsstufe die eigentliche Zerkleinerung stattfindet. Da nur solches vorzerkleinertes Gut in den zweiten Prallraum gelangen kann, dessen Teile eine hinreichend kleine Größe aufweisen, um durch den vertikalen Spalt passieren zu können, besteht auf Grund der kleinen Teilegröße im zweiten Prallraum nur ein geringes Risiko, dass es zu Verkantungen oder Verklemmungen kommen könnte. Es ist daher möglich, im zweiten Prallraum einen flügeiförmigen Rotor arbeiten zu lassen und die Wandung des zweiten Prallraums aus flachen Wandelementen zu bilden, die in Form eines Vielecks angeordnet sind. Bei einem derartigen Flügelrotor sind die Prallflächen an den Seiten der Flügel ausgebildet, so dass bei einer Prallbeaufschlagung ein Kraftstoß im Wesentlichen in gerader Linie gegen den Flügel erfolgt. Es treten daher keine oder nur geringe Kippmomente und -kräfte auf, die das Material des Rotors, der Prallelemente und/oder etwaigen Halterungen zusätzlich wesentlich beanspruchen und zu vorzeitigem Verschleiß führen könnten. Dies kann es erlauben, den Flügelrotor bei sehr hoher Drehzahl zu betreiben, was die Zerkleinerungsleistung und damit den Durchsatz der Vorrichtung wesentlich erhöht und die Wirtschaftlichkeit verbessert. Vorteilhaft ist weiter, dass sich im Vergleich zu einem zylindrischen Körper flache Wandelemente einfacher und kostengünstiger herstellen lassen. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass einige oder alle der Wandelemente als Siebe ausgeführt werden, etwa dergestalt, dass eine Vielzahl von Öffnungen definierter Form und Größe durch die Wandelemente hindurch eingearbeitet werden. Wenn die Wandelemente als Siebe ausgeführt sind, ergibt sich weiter der Vorteil, dass zerkleinertes Gut während des Betriebs der Vorrichtung aus dem zweiten Prallraum ausgetragen werden kann, so dass ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung möglich ist. Dies vermeidet Stillstandszeiten der Vorrichtung, die ansonsten zur Entleerung notwendig wären und steigert damit den Durchsatz und damit die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung.

Bevorzugt ist ein Durchmesser des Scheibenrotors größer als ein

Innendurchmesser des zylinderförmigen Körpers.

Der vertikale Spalt zwischen dem Scheibenrotor und der Unterkante des zylinderförmigen Körpers kann eine Höhe im Bereich von 20 bis 80 mm, bevorzugt zwischen 40 und 60 mm, besonders bevorzugt von 50 mm

aufweisen.

Die Prallelemente auf der Oberseite des Scheibenrotors können eine Höhe aufweisen, die größer ist als die Höhe des vertikalen Spalts. Zumindest ein Wandelement kann durch ein Siebelement gebildet sein oder ein Siebelement enthalten, durch das zerkleinerte Materialbestandteile aus dem zweiten Prallraum ausgeschleust werden können. Das Siebelement kann so eingerichtet sein, dass eine Oberkante des Siebelements auf Höhe der

Unterseite des Scheibenrotors angeordnet ist.

Der Scheibenrotor kann weiterhin Prallelemente aufweisen, die an dessen Unterseite angeordnet sind, um auf im zweiten Prallraum befindliche

Materialbestandteile einwirken zu können.

Die Drehrichtung des flügeiförmigen Rotors kann gleichrichtig oder gegenläufig zur Drehrichtung des Scheibenrotors sein. Eine Drehzahl des flügeiförmigen Rotors ist bevorzugt wesentlich größer als eine Drehzahl des Scheibenrotors. Der flügeiförmige Rotor kann einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser des Scheibenrotors. Alternativ sind zum flügeiförmigen Rotor auch andere Prallelemente denkbar, z.B. Ketten oder gelenkig angeordnete Stangen.

In einem zweiten Aspekt weist ein Verfahren zum Zerkleinern von Teilen und/oder Gütern, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten, die folgenden Schritte auf: Zuführen zu zerkleinernder Teile und/oder Güter in einen ersten Prallraum, wobei der erste Prallraum einen zylinderförmigen Körper und einen rotierbar angeordneten Scheibenrotor aufweist, auf dessen Oberseite eine Mehrzahl von Prallelementen angeordnet sind, wobei der Scheibenrotor so angeordnet ist, dass zwischen dem Scheibenrotor und einer Unterkante des zylinderförmigen Körpers ein vertikaler Spalt ausgebildet ist; Vorzerkleinern der zu zerkleinernder Teile und/oder Güter in dem ersten Prallraum; Hindurchpassieren lassen von vorzerkleinerten Teilen oder Gut aus dem ersten Prallraunn durch den vertikalen Spalt in einen zweiten Prallraunn, wobei der zweite Prallraum seitlich durch eine Vielzahl von flachen

Wandelementen begrenzt ist, die so angeordnet sind, dass sie ein Vieleck bilden; und Zerkleinern der durch den vertikalen Spalt in den zweiten Prallraum eintretenden vorzerkleinerten Teile bzw. Guts mittels eines im zweiten

Prallraum drehenden flügeiförmigen Rotors.

Das Verfahren kann weiter den Schritt aufweisen: Ausschleusen zerkleinerter Materialbestandteile durch zumindest ein Sieb oder ein Siebelement, welches zumindest ein Wandelement bildet oder in diesem enthalten ist.

Das Verfahren kann durch die Vorrichtung des ersten Aspekts ausgeführt werden.

Um das Verfahren reibungsloser ablaufen zu lassen oder um die Vorrichtung betriebssicherer auszugestalten kann es sinnvoll und notwendig sein den vertikalen Abstand, somit die Filterfunktion zwischen dem ersten und dem zweiten Prallraum, variabel zu gestalten. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem der zylinderförmige Körper des ersten Prallraums zumindest teilweise mittels einer Antriebsvorrichtung, vorzugsweise vertikal, verfahrbar ausgeführt wird. Bei Störungen oder drohenden Überlastungen im

Antriebssystem kann somit der vertikale Abstand vergrößert werden, so dass ein zu zerkleinerndes Teil sich entweder aus einer Klemmung befreit und im ersten Prallraum verbleibt oder eben in den zweiten Prallraum durchrutscht. Alternativ kann natürlich auch vorgesehen sein, dass der Scheibenrotor in seiner vertikalen Ausrichtung höhenverstellbar ausgestattet ist, respektive seine angetriebene Achse. Weiter könnte auch eine Sollbruchstelle vorgeschlagen werden, die es dem Scheibenrotor ermöglicht, in seiner vertikalen Lage sich zu bewegen, wenn außerordentlich hohe Kräfte auf ihn einwirken oder wenn sich Teile verklemmen. Entsprechend wäre auch alternativ oder in Kombination eine rückstellende Kraft (Federwirkung) denkbar, die den Scheibenrotor, bis auf wenige Ausnahmesituationen, in Position hält, aber es dem Scheibenrotor ermöglicht auszuweichen, bevor der Betrieb angehalten werden muss oder Beschädigungen an der Vorrichtung auftreten. Zu diesem Zweck kann es auch möglich sein eine Revisionsöffnung am zylinderförmigen Körper des ersten Prallraums vorzusehen.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung, können auch noch oberhalb des Scheibenrotors oder des flügeiförmigen Rotors Schlagelemente angeordnet sein, die über eine entsprechende Achse mit diesen Maschinenelementen verbunden sind. Beispielsweise könnte an der den Scheibenrotor und den flügeiförmigen Rotor verbindenden Achse noch weitere Schlagelemente flexibel, gelenkig oder steif angeordnet sein. Auch wäre eine entsprechende Ausgestaltung der Innenseite des zylinderförmigen Körpers des ersten oder der Wandelemente des zweiten Prallraums mit in die Prallräume hineinragenden statischen Misch- und Prallelementen denkbar.

Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und Ausgestaltungen der

vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in

Verbindung mit der Zeichnung ersichtlich:

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht beispielhaft eine Vorrichtung zum Zerkleinern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht des zweiten Prallraums der

Vorrichtung der Fig. 1 ; und

Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Wandelement zur Verwendung in einer

Vorrichtung der Fig. 1. Die Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung zum Zerkleinern von Teilen und/oder Gütern, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten. Wie in der Fig. 1 dargestellt, weist die Vorrichtung einen Prallreaktor 10 auf, in dem ein erster Prallraum 1 1 und ein zweiter Prallraum 21 ausgebildet sind.

Der erste Prallraum 1 1 wird seitlich durch einen zylinderförmigen Körper 12 begrenzt, der vorzugsweise als ein Zylinder aus hochfestem, gehärtetem Stahl gebildet ist. Der zylinderförmige Körper 12 ist vorzugsweise geschlossen und weist keine Siebe oder andere Öffnungen auf, die in oder durch den

Zylindermantel des Körpers 12 hindurch ausgebildet sind. Es kann eine

Haltevorrichtung vorgesehen sein, wie in der Fig. 1 durch das Halteelement 31 versinnbildlicht, die den zylinderförmigen Körper 12 trägt. Die Haltevorrichtung 31 kann auch zur seitlichen Abstützung dienen, um Kräfte, die von Innen des Prallraums 1 1 auf den zylinderförmigen Körper 1 1 einwirken, aufzunehmen und abzuleiten. Nach oben kann der erste Prallraum durch einen Deckel 16 geschlossen sein. Nach unten wird der erste Prallraum 1 1 durch einen scheibenförmigen Rotor, auch als Scheibenrotor 13 bezeichnet, begrenzt. Um den Scheibenrotor 13 in Drehung zu versetzen und anzutreiben, kann, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Antriebsmotor 28, beispielsweise ein Elektromotor oder ein Dieselmotor, vorgesehen sein, der den Scheibenrotor 13 über eine

Antriebswelle 26 antreibt.

Um zu zerkleinerndes Gut, wie beispielsweise Kühlschrankkompressoren, Motoren, grobe Gussteile, Verbundmaterialien, oder andere hochfeste Teile oder andere Güter, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten, dem ersten Prallraum 1 1 zuzuführen, kann in dem Deckel 16 eine Klappe 17 ausgebildet sein. Die zu zerkleinernden Güter können dabei jeweils einzeln, oder in größerer Anzahl oder Menge als Batch in den ersten Prallraum 1 1 eingebracht werden. Das so dem ersten Prallraum 1 1 zugeführte, zu zerkleinernde Gut trifft auf die Oberseite des Scheibenrotors 13. Auf der Oberseite des Scheibenrotors 13 sind Prallelemente 15 angeordnet, mit Prallflächen, die aus einem festen

metallischen oder kristallinen Material wie beispielsweise aus einem gehärteten Stahl bestehen können. Wenn der Scheibenrotors 13 mit hoher

Geschwindigkeit dreht, findet ein Impulsübertrag von den Prallflächen der Prallelemente 15 auf das zu zerkleinernde Gut statt, das somit einer

Prallbeanspruchung unterworfen wird. Auf Grund des aufgenommenen

Impulses fliegt zu zerkleinerndes Gut innerhalb des ersten Prallraums 1 1 umher und kollidiert mit anderem zu zerkleinerndem Gut und/oder mit dem

zylinderförmigen Körper 12, was ebenfalls eine Prallbeanspruchung des zu zerkleinernden Guts darstellt. Auf diese Weise wird das zu zerkleinernde Gut, das ursprünglich zum Beispiel in groben, großen Einheiten zugeführt wurde, wie etwa im Fall eines Kühlschrankkompressors oder eines größeren

Elektromotors, zunehmend einer Vorzerkleinerung unterworfen, so dass sich Teile vorzerkleinerten Guts innerhalb des ersten Prallraums 1 1 bilden.

Wie in der Fig. 1 dargestellt, ist der Scheibenrotor 13 unterhalb des

zylindrischen Körpers 12 angeordnet und kann einen Durchmesser aufweisen, der dem Innendurchmesser des zylinderförmigen Körpers 12 entspricht. Es ist bevorzugt, dass der Durchmesser des Scheibenrotors größer als der

Innendurchmesser des zylindrischen Körpers 12 ist. Der Durchmesser des Scheibenrotors 13 kann beispielsweise 20 mm, 40 mm, 60 mm, 80 mm oder 100 mm größer als der Innendurchmesser des zylindrischen Körpers 12 sein. Zwischen einer Unterkante des zylindrischen Körpers 12 und dem

Scheibenrotor 13 ist ein vertikaler Spalt 14 ausgebildet, der in der Fig. 1 durch einen vertikalen Doppelpfeil angezeigt ist. Der Spalt 14 kann eine Höhe im Bereich von 20 bis 80 mm, bevorzugt im Bereich von 30 bis 70 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 60 mm aufweisen. Insbesondere kann der Spalt eine Höhe von etwa 50 mm aufweisen. Vorzerkleinerte Teile können aus dem Prallraunn 1 1 durch den vertikalen Spalt 14 austreten, der den gesamten ersten Prallraum 1 1 umläuft. Der vertikale Spalt 14 fungiert als eine Art Filter, der zu zerkleinerndes Gut so lange im ersten Prallraum 1 1 zurückbehält, bis es eine durch die Höhe des Spalts vorgegebene, hinreichend kleine Größe aufweist. Auf diese Weise wird verhindert, dass zu große, grobe Teile in den zweiten Prallraum 21 gelangen, wo derartige große, grobe Teile zu Beeinträchtigungen des nachfolgenden Zerkleinerungsprozesses im zweiten Prallraum 21 oder gar zu Verklemmungen, Maschinenstillständen und/oder Beschädigungen führen könnten.

Nachdem es den vertikalen Spalt 14 passiert hat, fällt das vorzerkleinerte Gut nach unten in den zweiten Prallraum 21. Um zu vermeiden, dass sich

vorzerkleinertes Gut, das bereits durch den vertikalen Spalt 14 gewandert ist, sich zwischen dem Scheibenrotor 13 und den Wandelementen 22 verkantet, sollte der Abstand zwischen den Wandelementen 22 und dem Umfang des Scheibenrotors 13 größer als die Höhe des vertikalen Spalts 14. So kann vorgesehen sein, dass der Abstand mindestens das 1 ,5-fache der Höhe des Spalts 14 beträgt, wobei ein Abstand von mindestens dem 2-fachen der Höhe des Spalts 14 bevorzugt ist. Der dem Spalt 14 nachgelagerte

Übergangsbereich ist nach oben durch eine Abdeckung 18 abgedeckt, um zu vermeiden, dass vorzerkleinerte Teile aus der Vorrichtung herausgeschleudert werden.

Wie weiter in der Fig. 1 zu erkennen, ist im Prallreaktor 10 unterhalb des ersten Prallraums 1 1 ein zweiter Prallraum 21 ausgebildet. An seiner Oberseite wird der zweite Prallraum 21 durch den Scheibenrotor 13 begrenzt. Die seitliche Begrenzung des zweiten Prallraums 21 ist aus einer Vielzahl von,

vorzugsweise geradlinigen, Wandelementen 22 gebildet, die so angeordnet sind, dass sie ein Vieleck bilden. Mit Bezug auf die Fig. 2, die eine schematische Draufsicht des zweiten

Prallraums 21 zeigt, kann eine Anzahl von sechs Wandelementen 22 so angeordnet sein, dass sie ein regelmäßiges Sechseck bilden. Diese Anzahl ist nicht beschränkend und es können je nach Anforderungen an die Vorrichtung, insbesondere abhängig vom Durchmesser des zweiten Prallraums, auch andere Anzahlen von Wandelementen verwendet werden, wie zum Beispiel 5, 7, 8, 10, 12, 15, 18, 20, etc. Die Wandelemente 22 sind an Halteelementen 30 befestigt, welche die Wandelemente 22 tragen und abstützen.

Mit Bezug wieder auf die Fig. 1 ist gezeigt, dass die Wandelemente 22 auf einer Grundplatte 29 aufstehend angeordnet sind, welche den Prallraum 21 nach unten begrenzt. Die Wandelemente 22 können sich über die gesamte Höhe des zweiten Prallraums 21 erstrecken, etwa von der Grundplatte 29 bis zur Höhe der Abdeckung 18. Alternativ ist es auch möglich, die Wandelemente 22 mehrteilig auszugestalten, wie in der Fig. 1 durch das Wandelement 22 und das darüber angeordnete, ebenfalls flache weitere Wandelement 22 angedeutet.

Eine mögliche Ausgestaltung eines Wandelementes ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Fig. 3 zeigt ein flaches Wandelement 22, das eine Vielzahl von Öffnungen 35 aufweist. Die Öffnungen 35 erstrecken sich durch das Wandelement 22 hindurch und können rechteckig, rund oder schlitzförmig sein. Die Öffnungen 35 können über die ganze Fläche des Wandelements 22 ausgeführt sein.

Alternativ ist es auch möglich, wie in Fig. 3 gezeigt, dass Öffnungen 35 nur in einem als Siebbereich 36 bezeichneten Bereich des Wandelements 22a ausgebildet sind.

Es ist bevorzugt, dass zumindest ein Wandelement 22 als Sieb ausgeführt ist oder einen Siebbereich 36 aufweist. Es können auch eine Mehrzahl oder alle Wandelemente 22 als Sieb oder mit einem Siebbereich 36 ausgebildet sein. Es ist weiter ebenfalls möglich, dass zwei oder mehr Wandelemente 22 Siebe oder Siebbereiche 36 mit unterschiedlichen Maschen- oder Öffnungsweiten aufweisen, so dass unterschiedliche Fraktionen von zerkleinertem Material den zweiten Prallraum 21 durch die Siebe verlassen können. Ausgetragenes, zerkleinertes Material kann in einem Abführkanal 33 aufgefangen werden, beispielsweise um zu einer weiteren Verarbeitung (nicht dargestellt) befördert zu werden.

Bezugnehmend wieder auf die Fig. 2 ist ein flügeiförmiger Rotor 23 gezeigt, der innerhalb des zweiten Prallraums 21 rotierbar angeordnet ist. Wie in der Fig. 2 zu sehen, kann der flügeiförmige Rotor 23 zwei Flügel, beispielsweise in Form von festen oder lösbaren Armen oder Stangen, aufweisen. Es ist auch denkbar, dass der flügeiförmige Rotor 23 eine Anzahl von drei oder mehr Flügeln aufweist. Prallflächen sind an den Seiten der Flügel ausgebildet. Die

Prallflächen können durch Seitenflächen des Flügels gebildet sein. Bevorzugt sind die Prallflächen durch Prallelemente 25 gebildet, die an die Flügel des flügeiförmigen Rotors 23 befestigt sind. Insbesondere können die Prallelemente 25 durch lösbar aufgenommene, austauschbare Messer gebildet sein, wobei die vorderen stumpfen Flächen der Messer in Drehrichtung als Prallfläche zur Verarbeitung des zu zerkleinernden Materials dienen.

Das in dem zweiten Prallraum 21 zerkleinerte Material kann durch die Siebe bzw. Siebbereiche der Wandelemente 22 nach außen ausgetragen werden, wie durch die Pfeile in der Fig. 1 versinnbildlicht. Die Öffnungsweiten der Siebe bzw. der Siebbereiche geben dabei die Größe des zerkleinerten Materials vor, das ausgetragen wird. Wie in der Fig. 1 gezeigt, erstreckt sich das Sieb bzw. der Siebbereich der Wandelemente 22 bevorzugt nur bis zu einer Höhe gleich oder niedriger als eine Unterseite des Scheibenrotors 13. Über dieser Höhe können die Wandelemente 22 ohne Sieböffnungen ausgebildet sein bzw. sind die Wandelemente 22a aus Vollmaterial vorgesehen. Im Übergangsbereich, der dem vertikalen Spalt 14 nachgelagert ist, gibt es daher keine Öffnungen und/oder zugehörige Kanten, die dazu führen könnten, dass sich durch den Übergangsbereich bewegendes Material verkanten könnte. Es besteht daher kein Risiko einer Behinderung des Materialflusses durch den Prallreaktor 10.

Wie in der Fig. 1 weiter dargestellt, kann der Flügelrotor 23 an einer Lager- und Getriebeeinheit 27 befestigt sein, so dass der Flügelrotor 23 ebenfalls von der Antriebseinheit 28 angetrieben wird. Bevorzugt ist dabei, dass die

Getriebeeinheit 27 so eingerichtet ist, dass der Flügelrotor 23 mit einer

Drehzahl betrieben werden kann, die wesentlich höher als die Drehzahl des Scheibenrotors 13 ist. Bevorzugt ist die Drehzahl des Flügelrotors das 2, 3, 5 oder 8-fache der Drehzahl des Scheibenrotors 13. Alternativ kann der

Flügelrotor 23 auch durch eine eigene, separate Antriebseinheit (nicht dargestellt) angetrieben werden.

Der Scheibenrotor 12 ist bevorzugt so ausgeführt, dass er eine im Wesentlichen flache Oberseite aufweist. Alternativ kann der Scheibenrotor 13 eine konkave oder konvexe Oberfläche aufweisen. An der Unterseite des Scheibenrotors 13 können weitere Prallelemente 15 vorgesehen sein, die die Zerkleinerung im zweiten Prallraum 21 unterstützen können.

Bezugszeichenliste: P081 1

10 Prallreaktor

1 1 erster Prallraum

12 zylinderförmiger Körper

13 Scheibenrotor

14 vertikaler Spalt

15 Prallelement

16 Deckel

17 Klappe

18 Abdeckung

21 zweiter Prallraum

22 Wandelement

22a weiteres Wandelement

23 flügeiförmiger Rotor

25 Prallelement

26 Antriebswelle

27 Lager- und Getriebeeinheit

28 Antriebsmotor

29 Grundplatte

30 Halteelement

31 Halteelement

33 Abführkanal

35 Öffnung

36 Siebbereich

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Zerkleinern von Teilen und/oder Gütern, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten,

mit einem Prallreaktor (10), der einen ersten Prallraum (1 1 ) und einen zweiten Prallraum (21 ) aufweist,

der erste Prallraum (1 1 ) weist einen zylinderförmigen Körper (12) und einen rotierbar angeordneten Scheibenrotor (13) auf, auf dessen Oberseite eine Mehrzahl von Prallelementen (15) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass

der Scheibenrotor (13) so angeordnet ist, dass zwischen dem

Scheibenrotor (13) und einer Unterkante des zylinderförmigen Körpers (12) ein vertikaler Spalt (14) ausgebildet ist, durch den vorzerkleinertes Gut aus dem ersten Prallraum (1 1) in den zweiten Prallraum (21 ) hindurchtreten kann; der zweite Prallraum (21 ) seitlich durch eine Vielzahl von flachen Wandelementen (22) begrenzt ist, die so angeordnet sind, dass sie ein Vieleck bilden; und dass

ein flügeiförmiger Rotor (23) innerhalb des zweiten Prallraums (21 ) rotierbar angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Durchmesser des

Scheibenrotors (13) größer ist als ein Innendurchmesser des zylinderförmigen Körpers (12).

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vertikale Spalt (14) zwischen dem Scheibenrotor (13) und der Unterkante des zylinderförmigen Körpers (12) eine Höhe im Bereich von 20 bis 80 mm, bevorzugt zwischen 40 und 60 mm, besonders bevorzugt von 50 mm aufweist.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Prallelemente (15) auf der Oberseite des Scheibenrotors eine Höhe aufweisen, die größer ist als die Höhe des vertikalen Spalts (14) zwischen dem Scheibenrotor (13) und der Unterkante des

zylinderförmigen Körpers (12).

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wandelemente (22) durch ein Siebelement gebildet sind oder ein Siebelement oder einen Siebbereich (36) enthalten, durch das zerkleinerte Materialbestandteile aus dem zweiten Prallraum (21 ) ausgeschleust werden können.

Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Siebelement oder der

Siebbereich (36) so eingerichtet ist, dass eine Oberkante des

Siebelements bzw. des Siebbereichs auf Höhe der Unterseite des Scheibenrotors (13) angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Scheibenrotor (13) weiterhin Prallelemente aufweist, die an dessen Unterseite angeordnet sind, um auf im zweiten Prallraum (21 ) befindlich Materialbestandteile einwirken zu können.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Drehrichtung des flügelförmigen Rotors (23) gegenläufig zur

Drehrichtung des Scheibenrotors (13) ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine

Drehzahl des flügeiförmigen Rotors (23) wesentlich größer als eine Drehzahl des Scheibenrotors (13) ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der

flügeiförmige Rotor (23) einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Scheibenrotors (13).

1 1. Verfahren zum Zerkleinern von hochfesten Teilen und/oder Gütern, die hochfeste Stoffe oder Stoffgemische enthalten, mit den Schritten:

Zuführen zu zerkleinernder Teile und/oder Güter in einen ersten

Prallraum (1 1 ), wobei der erste Prallraum (1 1 ) einen zylinderförmigen Körper (12) und einen rotierbar angeordneten Scheibenrotor (13) aufweist, auf dessen Oberseite eine Mehrzahl von Prallelementen (15) angeordnet sind, wobei der Scheibenrotor (13) so angeordnet ist, dass zwischen dem Scheibenrotor (13) und einer Unterkante des

zylinderförmigen Körpers (12) ein vertikaler Spalt (14) ausgebildet ist, Vorzerkleinern der zu zerkleinernder Teile und/oder Güter in dem ersten Prallraum (1 1 );

Hindurchpassieren lassen von vorzerkleinerten Teilen oder Gut aus dem ersten Prallraum (1 1 ) durch den vertikalen Spalt (14) in einen zweiten Prallraum (21 ), wobei der zweite Prallraum (21) seitlich durch eine Vielzahl von flachen Wandelementen (22) begrenzt ist, die so angeordnet sind, dass sie ein Vieleck bilden; und Zerkleinern der durch den vertikalen Spalt (14) in den zweiten Prallraunn (21) passierten vorzerkleinerten Teile bzw. Guts nnittels eines im zweiten Prallraum drehenden flügeiförmigen Rotors (23).

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , ferner aufweisend den Schritt:

Ausschleusen zerkleinerter Materialbestandteile durch zumindest ein Siebelement, welches zumindest ein Wandelement (22) bildet oder in diesem enthalten ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei das Verfahren durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt wird.